Теоретическое обоснование конструктивных и режимно-технологических параметров автоматизированных сепарирующих рабочих органов картофелеуборочного комбайна

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На современном рынке сельскохозяйственной техники большое количество машин отечественного и, в основном, импортного производства. Актуальная научная проблема – необходимость разработки и подбора научно-обоснованных систем, в том числе с технологическим обеспечением комплексов машин цифровым оборудованием, позволяющим осуществлять мониторинг качества выполнения определенной технологической операции и интерпретации полученной информации техническим средством для изменения исходного состояния объекта воздействия. Цель работы – обосновать конструктивные и режимно-технологические параметры автоматизированных сепарирующих рабочих органов картофелеуборочного комбайна. Выполнена систематизация и обобщение современных технологических процессов уборки картофеля в системе цифрового сельскохозяйственного производства с элементами роботизации процесса сепарации. Разработана технология автоматизированной уборки картофеля в семеноводстве, конструктивно-технологическая сепарирующая система и блок-схема картофелеуборочного комбайна с цифровой системой управления очистки. Выполнено моделирование выносной пальчатой горки с элементами искусственного интеллекта, обеспечивающими распознавание почвенных комков и их отделение от товарной продукции картофеля на клубненосный ворох, чтобы обосновать конструктивные и технологические параметры, при которых достигается высокая полнота сепарации и минимальные повреждения товарной продукции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Андрей Юрьевич Измайлов

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»; Российская академия наук

Email: sibirev2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1143-7286

академик РАН, профессор

Россия, г. Москва; г. Москва

Алексей Семенович Дорохов

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Email: sibirev2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4758-3843

академик РАН, главный научный сотрудник

Россия, г. Москва

Алексей Викторович Сибирёв

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: sibirev2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9442-2276

доктор технических наук, главный научный сотрудник

Россия, г. Москва

Максим Александрович Мосяков

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Email: sibirev2011@yandex.ru

кандидат технических наук

Россия, г. Москва

Николай Викторович Сазонов

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Email: sibirev2011@yandex.ru

кандидат технических наук

Россия, г. Москва

Список литературы

  1. Альт В.В., Исакова С.П. Планирование работ при возделывании зерновых культур: программные компоненты // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. № 17(4). С. 12–18. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-4-12-18
  2. Ахалая Б.Х., Ценч Ю.С. Комбинированный агрегат для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. № 17(4). С. 62–67. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-4-62-67
  3. Дорохов А.С., Аксенов А.Г., Сибирёв А.В., Мосяков М.А. Аналитические исследования машинно-технологических комплексов для сорто-фитопрочистки посадок картофеля и овощных культур в селекции и семеноводстве // Аграрный научный журнал. 2022. № 4. С. 76–82. Режим доступа: https://agrojr.ru/index.php/asj/article/view/2005
  4. Дорохов А.С., Сибирёв А.В., Мосяков М.А. и др. Концептуальные основы создания автоматизированного комбайна для уборки картофеля с цифровой системой идентификации почвенных комков и их отделения от товарной продукции // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2023. № (5). С. 98–104. https://doi.org/10.31857/2500-2082/2023/5/98-104
  5. Казаков С.С., Живаев О.В., Никулин А.В. Конструкционные пути снижения повреждаемости клубней посадочного картофеля при работе цепочно-ложечного высаживающего аппарата // Тракторы и сельхозмашины. 2019. № 3. С. 29–34. https://doi.org/10.31992/0321-4443-2019-3-29-34
  6. Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Шогенов Ю.Х. Интенсивные машинные технологии, роботизированная техника и цифровые системы для производства основных групп сельскохозяйственной продукции // Техника и оборудование для села. 2018. № 7. С. 2–7. Режим доступа: https://rosinformagrotech.ru/data/tos/content/tekhnika-i-oborudovanie-dlya-sela-iyul-7-253-2018-g
  7. Лобачевский Я.П., Бейлис В.М., Ценч Ю.С. Аспекты цифровизации системы технологий и машин // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 36. С. 40–45. Режим доступа: https://vestnik.viesh.ru/journal/vypusk-3-36-2019/
  8. Лобачевский Я.П., Дорохов А.С. Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. № 15(4). С. 6–10. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2021-15-4-6-10
  9. Лобачевский Я.П., Ценч Ю.С. Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. № 16(4). С. 4–12. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2022-16-4-4-12
  10. Отчет Отделения сельскохозяйственных наук РАН о выполнении фундаментальных и поисковых научных исследований в 2017 г. / А.В. Гарист, А.А. Алферов, Е.А. Демакова и др. М.: ОСХН РАН. 2018. 412 с.
  11. Петухов С.Н. Состояние технического и технологического обеспечения селекции и оригинального семеноводства картофеля // Агротехника и энергообеспечение. 2018. № 4. С. 76–84. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36852656 (дата обращения: 20.04.2022).
  12. Федоренко В.Ф., Мишуров Н.П., Неменущая Л.А. Анализ состояния и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур: науч. аналит. обзор. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. 96 с. https://rosinformagrotech.ru/data/elektronnye-kopii-izdanij/rastenievodstvo/send/5-rastenievodstvo/1396-analiz-sostoyaniya-i-perspektivy-razvitiya-selektsii-i-semenovodstva-ovoshchnykh-kultur-2019
  13. Abd El-Rahman M.M.A. Development and Performance Evaluation of a Simple Grading Machine Suitable for Onion Sets // Journal of Soil Sciences and Agricultural Engineering. 2014. Vol. 2. Issue 2. PP. 213–226. https://doi.org/10.21608/jssae.2011.55418
  14. Azizi P., Dehkordi N.S., Farhadi R. Design, Construction and Evaluation of Potato Digger with Rotary Blade // Cercetari Agronomice in Moldova. 2014. Vol. 47. PP. 5–13. URL: https://clck.ru/bnNAf (дата обращения: 20.04.2022).
  15. Bachche S. Deliberation on Design Strategies of Automatic Harvesting Systems: A Survey // Robotics. 2015. Vol. 4. Issue 2. PP. 194–222. https://doi.org/10.3390/robotics4020194
  16. Dongre A.U. et al. Development of Potato Harvesting Model // International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). 2017. Vol. 4. Issue 10. PP. 1567–1570. https://www.irjet.net/archives/V4/i10/IRJET-V4I10288.pdf (дата обращения: 20.04.2022).
  17. Dongxia S., Aimin Z., Jianxun G. Design and Experiment on 1SZL–250A Type Sub Soiling Rotary Tillage Fertilizer Combined Soil Working Machine [Электронный ресурс] // Journal of Chinese Agricultural Mechanization. 2016. Vol. 37. Issue 4. https://caod.oriprobe.com/articles/47747497/Design_and_experiment_on_1SZL%E2%80%94250A_type_sub_soilin.htm (дата обращения: 20.04.2022).
  18. Dandekar I. et al. Review Paper Based on Design and Development of an Onion Harvesting Machine // Journal of Information and Computational Science. 2019. Vol. 9. Issue 12. PP. 333–337. https://www.researchgate.net/publication/339201506 (дата обращения: 20.04.2022).
  19. Jothi Shanmugam C., Senthilkumar G. Indigenous Development of Low Cost Harvesting Machine // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. Vol. 12. Issue 5. PP. 4489–4490. http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2017/jeas_0817_6236.pdf (дата обращения: 20.04.2022)
  20. Shangyu M. et al. Soil Water Use, Grain Yield and Water Use Efficiency of Winter Wheat in a Long-Term Study of Tillage Practices and Supplemental Irrigation on the North China Plain // Agricultural Water Management. 2015. Vol. 150. PP. 9–17. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2014.11.011
  21. Zhang Z.J., Jia H.L., Sun J.Y. Review of Application of Biomimetics for Designing Soil-Engaging Tillage Implements in Northeast China // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2016. Vol. 9. Issue 4. PP. 12–21. https://www.ijabe.org/index.php/ijabe/article/view/1437 (дата обращения: 20.04.2022).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Конструктивно-технологическая схема комбайна Е–665/4. 1 – катки; 2 – активные вертикальные диски; 3 – лемех; 4, 6 – первый и второй прутковые элеваторы; 5 – баллоны комкодавителя; 7 – бункер; 8, 10 – горки; 9, 13 – элеваторы; 11 – ботвоудаляющий транспортер; 12 – подъемный барабан; 14 – переборочный стол; 15 – сортировка; 16 – элеватор для загрузки бункера; 17 – дополнительный элеватор; 18 – основной выгрузной элеватор.

Скачать (298KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Конструктивно-технологическая схема комбайна AVR «Esprit». 1 – катки; 2 – вертикальные диски; 3 – лемех; 4, 5, 6 – первый, второй и третий просеивающие элеваторы; 7 – роликовый элеватор; 8 – дополнительный элеватор; 9 – выгрузной элеватор; 10 – гребенчатый ботвоудалитель.

Скачать (149KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Конструктивно-технологическая схема комбайна AVR-Spirit-6200. 1 – рама; 2 – вертикальные диски; 3 – подкапывающий лемех; 4 – опорное колесо; 5 – основной элеватор; 6 – встряхиватель; 7 – каскадный элеватор; 8 – пальчатая горка; 9 – ковшовый элеватор; 10 – переборочный стол; 11 – бункер.

Скачать (196KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Технологическая схема комбайна «Dewulf RA-3060». 1 – катки; 2 – вертикальные диски; 3 – лемех; 4 – основной элеватор; 5 – ботвоудалители; 6 – каскадный элеватор; 7 – дополнительный элеватор; 8 – ковшовый элеватор; 9 – пальчатая горка; 10 – отбойный элемент; 11 – поддерживающая лента; 12 – вал; 13 – переборочный стол; 14 – бункер.

Скачать (144KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Технологическая схема комбайна «Grimme» SE 150/60. 1 – катки; 2 – вертикальные диски; 3 – лемех; 4, 5 – первый и второй элеваторы; 6 – ботвоудаляющий транспортер; 7, 9, 10 – первое, второе и третье сепарирующие устройства; 8 – гребенчатый ботвоудалитель; 11 – переборочный стол; 12 – загрузочный элеватор; 13 – бункер.

Скачать (168KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Схема управления по возмущению.

Скачать (133KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Функциональная схема системы автоматического контроля режимных и технологических параметров сепарирующей системы машины для уборки картофеля.

Скачать (332KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Конструктивно-технологическая схема сепарирующей системы картофелеуборочного комбайна с цифровой системой управления очистки. 1 – приемный прутковый элеватор; 2 – лемех подкапывающий; 3 – датчик веса подкапывающего лемеха; 4 – микроконтроллер; 5 – опорная стойка приемного пруткового элеватора; 6 – датчик инерционный; 7 – опорная стойка основного пруткового элеватора; 8 – выносная пальчатая горка; 9 – основной прутковый элеватор; 10, 11 – приемник инфракрасного излучения; 12 – электроцилиндр.

Скачать (297KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.